(57)【要約】【課題】  挿入実装型のピン電極の接続に適する異方性導電シートを提供する。また、かかる異方性導電シートを用いる接続方法および検査方法を提供する。【解決手段】  本発明の異方性導電シートは、厚さ方向に導電性を有し、合成樹脂からなる電気絶縁性の多孔質膜を基膜とし、多孔質膜はピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔を備え、孔の内壁には金属が付着しており、金属を介して、ピン電極を挿入する面の反対側の面と、挿入するピン電極とが電気的に導通することを特徴とする。多孔質膜は、電極を挿入実装する側に、合成樹脂からなる電気絶縁性の無孔質膜を有し、無孔質膜がピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔を備える態様が好ましい。【選択図】        図１
2006269400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に導電性を有する異方性導電シートであって、合成樹脂からなる電気絶縁性の多孔質膜を基膜とし、前記多孔質膜はピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔を備え、該孔の内壁には金属が付着しており、該金属を介して、ピン電極を挿入する面の反対側の面と、挿入するピン電極とが電気的に導通することを特徴とする異方性導電シート。
【請求項２】
前記多孔質膜は、電極を挿入実装する側に、合成樹脂からなる電気絶縁性の無孔質膜を有し、該無孔質膜はピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔を備える請求項１に記載の異方性導電シート。
【請求項３】
前記孔は、貫通孔である請求項１または２に記載の異方性導電シート。
【請求項４】
前記孔は、ピン電極を挿入する開口部が、テーパ構造を有する請求項１〜３のいずれかに記載の異方性導電シート。
【請求項５】
前記多孔質膜は、延伸ポリテトラフルオロエチレン膜である請求項１〜４のいずれかに記載の異方性導電シート。
【請求項６】
前記無孔質膜は、ポリテトラフルオロエチレン膜である請求項２〜４のいずれかに記載の異方性導電シート。
【請求項７】
前記無孔質膜は、重合性モノマーを前記多孔質膜上に塗布し、硬化して得られた膜である請求項２〜５のいずれかに記載の異方性導電シート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の異方性導電シートの製造方法であって、シンクロトロン放射のＸ線またはレーザ光を照射して孔を形成する異方性導電シートの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の異方性導電シートの製造方法であって、ドリルまたはパンチングにより孔を形成する異方性導電シートの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の異方性導電シートの孔にピン電極を挿入実装する接続方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれかに記載の異方性導電シートの孔にピン電極を挿入実装して行なう検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入実装型のピン電極の接続に適する異方性導電シートに関する。また、かかる異方性導電シートを用いる接続方法および検査方法に関する。さらに、生産性に優れる異方性導電シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣまたはＬＳＩを収納したパッケージの表面にある電極パッドには、ＢＧＡ（ball grid array）などの表面実装型（ＢＧＡパッケージ）と、ＰＧＡ（pin grid array）などの挿入実装型（ＰＧＡパッケージ）がある。これらのうち、ＰＧＡパッケージでは、半導体パッケージの表面から垂直に突き出したピン電極を、メカニカルな端子を有する一般的なソケットに挿入して、ソケットが装着されたプリント基板に実装する。
【０００３】
ＰＧＡパッケージに対応するソケットとしては、ＬＩＦソケット（低挿入力ソケット）、ＺＩＦソケット(ゼロ挿入力ソケット)および異方性導電性シートを用いたソケットがある。
【０００４】
ＬＩＦソケットは、挿入孔が形成された樹脂製のベースハウジングと、ベースハウジングの挿入孔内に保持され、ベースハウジングを通って伸び、ソケットが装着されるプリント基板に半田付けされるテール部分を持つスプリング・コンタクトを備えている。ＰＧＡパッケージのピン電極がＬＩＦソケットの挿入孔に装着されると、挿入孔の中にあるスプリング・コンタクトが拡大、または偏向し、スプリングコンタクトの弾性力によってピン電極とスプリング・コンタクトが機械的、電気的に接続される。そして、ＰＧＡパッケージとＬＩＦソケットが装着されたプリント基板とが電気的に接続される（特許文献１参照）。
【０００５】
ＺＩＦソケットは、挿入孔がグリッド状に形成された樹脂製のベースハウジングと、ベースハウジングの挿入孔内に保持された金属製のコンタクトと、ピン電極が挿通可能な貫通孔がグリッド状に形成された樹脂製のカバーハウジングと、ベースハウジングに対してカバーハウジングをスライドさせるスライド機構と、操作レバーとを備えている。操作レバーを上下方向に回動させることによって、ベースハウジングに対してカバーハウジングがスライドさせられ、ＰＧＡパッケージとＺＩＦソケットとが装着されたプリント基板が電気的に接続される（特許文献２参照）。
【０００６】
異方性導電性シートを用いたソケットとしては、電気絶縁性の基板に、導電性ゴムなどからなるソケット電極を形成し、ソケット電極にピン電極を挿入するための挿入孔を設けたものがある。導電性ゴムは、シリコーンゴムなどの有機ゴムに、カーボンまたは金属製の微粒子を分散したものが利用されている（特許文献３参照）。導電性ゴムからなるソケット電極は、絶縁性の基板を貫通する金属製のパイプの内壁に形成され、または基板のスルーホール内の金属製の内壁に形成される（特許文献４と特許文献５参照）。この異方性導電シートは、挿入するピン電極の形状によらず安定した接続が得られ、導電性ゴムの柔軟性によりピン電極は確実に保持されるとある。
【特許文献１】特開２００２−３４３５２４号公報
【特許文献２】特表平１１−５１３８３７号公報
【特許文献３】特開昭６３−２５９９８１号公報
【特許文献４】特開平５−２２６０２２号公報
【特許文献５】実開平３−９１６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＩＦソケットの問題点としては、スプリング・コンタクトがピン電極と電気的に接続するために大きな弾性力が設定されており、ピン電極を差し込むために高挿入力を必要とすることである。結果として、ピン電極が破損したり、さらに多ピン化したＰＧＡパッケージ（たとえば、３００本以上）では、ＰＧＡパッケージを実装するときにプリント基板にダメージを与えるほどの挿入力を必要とする場合がある。また、ＺＩＦソケットは挿入力は小さいが、問題点としては、スライド機構を設けなければいけないために、小型化、薄肉化、電極部のファインピッチ化が困難なことである。
【０００８】
また、導電性ゴムからなるソケットの問題点としては、導電性ゴムの摩擦係数が大きいためにＬＩＦソケットと同様に高挿入力を必要とすることである。また、絶縁性の基板を貫通する金属製のパイプまたはスルーホール内の金属製の内壁にソケット電極が形成されるが、このような複雑なゴム構造の形成は容易ではなく、製造コストが高くなる。また、ピン電極の挿入および抜き取りの際の外力により、導電性ゴムからなるソケット電極は、金属製の内壁から剥離しやすく、寿命が短い。
【０００９】
本発明の課題は、挿入実装型のピン電極の接続に適する異方性導電シートおよびその製造方法を提供することにある。また、かかる異方性導電シートを用いる接続方法および検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の異方性導電シートは、厚さ方向に導電性を有し、合成樹脂からなる電気絶縁性の多孔質膜を基膜とし、多孔質膜はピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔を備え、孔の内壁には金属が付着しており、この金属を介して、ピン電極を挿入する面の反対側の面と、挿入するピン電極とが電気的に導通することを特徴とする。挿入実装するピン電極の先端が鋭利である場合または検査用途でピン電極を繰り返し挿抜する必要がある場合には、ピン電極の挿入実装を容易にして、また、ピン電極による多孔質膜の損傷を抑えるために、多孔質膜は、電極を挿入実装する側に、合成樹脂からなる電気絶縁性の無孔質膜を有し、無孔質膜がピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔を備える態様が好ましい。
【００１１】
形成する孔は、貫通孔とすることができ、ピン電極を挿入する開口部は、テーパ構造を有する態様が好ましい。多孔質膜は、延伸ポリテトラフルオロエチレン膜が好適であり、無孔質膜は、無孔質のポリテトラフルオロエチレン膜が好適である。また、無孔質膜は、重合性モノマーを多孔質膜上に塗布し、硬化して得られた膜が好ましい。
【００１２】
本発明の製造方法は、かかる異方性導電シートの製造方法であって、シンクロトロン放射のＸ線またはレーザ光を照射して孔を形成することを特徴とする。また、この孔は、ドリルまたはパンチングによっても形成することができる。本発明の接続方法は、かかる異方性導電シートの孔にピン電極を挿入実装することを特徴とする。また、本発明の検査方法は、かかる異方性導電シートの孔にピン電極を挿入実装して行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の異方性導電シートは、挿入するＰＧＡパッケージのピン電極と、ピン電極を挿入する面の反対側の面とを電気的に導通することができる。さらに、低挿入力で挿入実装することができるため、挿入するピン電極の損傷を抑えることができる。また、挿入実装するピン電極を柔らかく包み込むように接続し、ピン電極の位置ズレにも柔軟に対応することができる。さらに、先端が鋭利なピン電極でも挿入しやすく、また、検査用途においてピン電極を繰り返し挿抜しても、孔の入口が損傷しにくく、安定して確実な電気的接続が得られる。さらに、小型化、薄肉化、および電極のファインピッチ化が容易で、電子機器、情報機器に求められる小型化のニーズに応えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（異方性導電シート）
本発明の異方性導電シートは、図１に示すように、厚さ方向に導電性を有する異方性導電シートであって、合成樹脂からなる電気絶縁性の多孔質膜１を基膜とし、多孔質膜１はＰＧＡなどのピン電極２を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔３を備え、孔３の内壁には金属４が付着しており、この金属４を介して、ピン電極２を挿入する面の反対側の面と、挿入するピン電極２とが電気的に導通することを特徴とする。図１（ａ）には、孔３が貫通孔である例を示す。また、図１（ｂ）に例示するように、孔３が導体６により塞がれている態様とすることができる。
【００１５】
図２に、本発明の異方性導電シート２０を実装した状態を例示する。図２（ａ）に示すように、異方性導電シート２０を測定基板２７ａに、接着剤２７ｂまたは粘着剤などで接合し、測定基板２７ａ上にある電極ヘッド２７ｃと、基膜２１に形成した孔２３の内壁にある金属２４とは、ハンダ２７ｄにより接続している。したがって、ＰＧＡなどのピン電極２２を孔２３に挿入実装すると、ピン電極２２と測定基板上の電極ヘッド２７ｃとは、金属２４を介して導通する。また、図２（ｂ）に例示するように、孔２３が導体２６により塞がれている場合には、導体２６と電極ヘッド２７ｃをハンダ接合する。導体２６を設けることにより、測定基板２７ａ上の電極ヘッド２７ｃとの接合強度および電気的導通性を高めることができる。また、貫通孔とすることなく、図５（ｆ）に示すように、基材５１の途中まで孔５３を形成し、孔５３の内壁に付着する金属５４を介して、ピン電極と導通させることもできる。
【００１６】
図２に示すように、ＰＧＡなどのピン電極２２を、基膜２１における孔２３に嵌合すると、孔２３の内壁にある金属２４を介して、測定基板２７ａ上の電極ヘッド２７ｃとピン電極２２との間で電気的導通が得られる。また、図２に示す例では、基膜２１は合成樹脂よりなる多孔質の弾性シートであり、柔軟であるため、ピン電極２２を異方性導電シート２０の孔２３に挿入することにより、ピン電極２２を孔２３の内壁で包み込むように柔らかく接続することができる。したがって、半導体パッケージなどが温度変化により熱膨張または収縮しても、ピン電極２２の位置の変化を吸収し、電気的な接続を維持したままピン電極の位置ズレに追従することができる。このため、異方性導電シート２０の孔２３にピン電極２２を挿入実装する本発明の接続方法によれば、柔軟かつ確実な接続が得られる。また、かかる接続方法を採用する本発明の検査方法は、半導体パッケージなどの検査方法として有用である。
【００１７】
図２に示すように、孔２３は、ピン電極２２を挿入する開口部がテーパ構造を有する態様が好ましい。テーパ構造を有することにより、ピン電極２２の挿入をスムーズにすることができ、また、ピン電極のピッチが多少ずれていても、ピン電極を挿入することができ、位置のズレに対して柔軟に対応することができる。かかる観点から、テーパ角αは、３０度〜６０度が好ましく、４０度〜５０度がより好ましく、たとえば、４５度とすることができる。また、測定基板のヘッド電極がピン電極であるときは、貫通孔における双方の開口部をテーパ構造とする態様が好ましい。
【００１８】
基膜は、合成樹脂からなる電気絶縁性膜である。電気絶縁性材料を用いることにより、基膜の面方向における絶縁性を確保し、隣り合うピン電極同士の影響を排除することができる。一方、基膜は、厚さ方向に形成された複数の孔を備え、この孔の内壁には金属が付着し、金属を介して導電性を有する。したがって、本発明の導電シートは、異方性導電シートであり、厚さ方向にのみ導電性を有し、所定のピン電極とのみ電気的にコンタクトを取ることができる。
【００１９】
多孔質膜を形成する合成樹脂は、電気絶縁性と柔軟性を有する点で、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリウレタンなどが好ましく、フィルム、織布または不織布などの態様で用いることができる。また、バーンインテストでは耐熱性が要求され、耐薬品性、加工性、機械特性および誘電特性（低誘電率）などが優れている点で、フッ素置換したポリマーがより好ましい。フッ素置換したポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」ともいう。）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体などがあり、耐熱性、加工性および機械的強度の面から延伸ポリテトラフルオロエチレンが特に好ましく、２００℃以上の高温および−３０℃以下の低温でも弾性を失わず、安定した接続を維持することができる。また、ポリイミド、ポリアミドイミド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、液晶ポリマーなどのエンジニアリングプラスチックなども使用することができる。
【００２０】
また、多孔質膜は弾力性および柔軟性を有するため、基膜に多孔質材料を用いることにより、ピン電極を挿入実装する際に、低挿入力で挿入実装することができる。また、ピン電極の位置ズレによる接触不良を緩和し、柔らかで確実な接続を得ることができるようになる。このような観点から、多孔質材料の内部に含まれる気孔の平均孔径は、１０μｍ以下あるいはバブルポイントが２ｋＰａ以上であることが好ましく、導通部のファインピッチ化の観点から、平均孔径は１μｍ以下、あるいはバブルポイントが１０ｋＰａ以上がより好ましい。平均孔径が１０μｍ以上あるいはバブルポイントが２ｋＰａ未満になると、膜の強度が小さくなり、使用が困難になりやすい。
【００２１】
多孔質材料は、気孔率が２０％〜８０％の範囲内にあることが好ましい。気孔率が２０％未満になると、多孔質材料としての弾力性および柔軟性が不十分になりやすい。一方、気孔率が８０％より大きくなると、強度が不十分となりやすい。気孔率とは、多孔質材料の全容積に対する気孔部分の容積の割合（％）をいう。
【００２２】
図１に示すように、基膜の厚さＴは、後述するように、シンクロトロン放射のＸ線、レーザ光またはドリルを用いて孔３を形成するときは、最大３ｍｍとすることができるが、シートの柔軟性の確保と、孔の内壁に付着する金属とピン電極との接触面積を拡大する観点からＴは厚い方が好ましく、加工性なども考慮すると、厚さＴは０．５ｍｍ〜２ｍｍが好ましく、たとえば、１ｍｍと設計することができる。
【００２３】
孔３の内径Ｄは、挿入するピン電極２を確実に把持できるように、ピン電極２の外径の６０％〜９０％程度に小さくしておく態様が好ましく、たとえば、内径Ｄを２００μｍと設計することができる。このように孔３の内径Ｄをピン電極２の外径より小さくしても、孔３の開口部をテーパ構造とすることにより、ピン電極２を確実に挿入することができる。孔３同士の間隔Ｗは、実装するピン電極２の配置パターンに合わせて設計し、たとえば、１ｍｍとすることができる。
【００２４】
本発明では、金属４は、たとえば、孔３の内壁面に付着して残留する触媒を利用し、内壁面にメッキにより形成することができる。メッキ法としては、無電解メッキ法が好適に採用される。まず、無電解メッキを行なう前に、孔３の内壁面に残留した触媒（パラジウム−スズ）を活性化させる。具体的には、メッキ触媒活性化用として市販されている有機酸塩などに浸漬することで、スズを溶解し、パラジウム触媒を活性化する。
【００２５】
つぎに、孔３の内壁面に触媒が付着した多孔質膜を無電解メッキ液に浸漬し、孔３の内壁面のみに導電性金属を析出させ、筒状の導通部（「導電路」または「電極」ともいう。）が形成される。導電性金属としては、銅、ニッケル、銀、金、ニッケル合金などが挙げられるが、特に高導電性が必要な場合は、銅を使用することが好ましい。
【００２６】
多孔質膜として延伸多孔質ＰＴＦＥシートを用いた場合、メッキ粒子（結晶粒）は、最初、多孔質ＰＴＦＥシートの穿孔の内壁面に露出したフィブリルに絡むように析出し、メッキ時間を調整することにより、導電性金属の付着状態をコントロールすることができる。適度なメッキ量とすることにより、多孔質構造を維持した状態で導電性金属層が形成され、十分な弾力性と柔軟性および膜厚方向への導通性を得ることができる。
【００２７】
ピン電極２を挿入実装した時には、ピン電極２によって孔３が押し広げられ、弾力性によって導電性金属４がピン電極２に押し付けられる。これによりピン電極２と導電性金属４を確実に電気的に接続させ、さらにピン電極２と、ピン電極を挿入する面の反対側の面とを電気的に導通させることができる。また、ピン電極２を抜き取ると、多孔質膜および孔３は弾力性により形状が復元するため、検査用途などで繰り返しピン電極を挿抜することが必要な場合でも使用することが可能となる。無電解メッキ時間が短すぎると、十分な導通性を確保することが難しく、また、無電解メッキ時間が長すぎると、導電性金属が金属塊になり、多孔質膜および孔３の弾性回復が困難になる。
【００２８】
多孔質構造の樹脂部の太さ（たとえば、延伸多孔質ＰＴＦＥシートのフィブリルの太さ）は、５０μｍ以下であることが好ましく、導電性金属の粒子径は、０．００１μｍ〜５μｍ程度であることが好ましい。導電性金属の付着量は、多孔質構造と弾力性を維持するために、０．０１ｇ／ｃｍ3〜４．０ｇ／ｃｍ3程度が好ましい。
【００２９】
上記で作製された筒状の導通部は、酸化防止および電気的接触性を高めるため、酸化防止剤、貴金属または貴金属の合金で被覆しておくことが好ましい。貴金属としては、電気抵抗が小さい点で、パラジウム、ロジウム、金が好ましい。貴金属などの被覆層の厚さは、０．００５μｍ〜０．５μｍが好ましく、０．０１μｍ〜０．１μｍがより好ましい。被覆層の厚みが薄すぎると、電気的接触性の改善効果が小さく、厚すぎると、被覆層が剥離しやすくなる。たとえば、導通部を金で被覆する場合、８ｎｍ程度のニッケルで被覆した後、置換金メッキを行なう方法が効果的である。
【００３０】
本発明の異方性導電シートの他の態様を図６に示す。この異方性導電シートは、図６に示すように、多孔質膜６１ａが、ピン電極６２を挿入実装する側に、合成樹脂からなる電気絶縁性の無孔質膜６１ｂを有し、無孔質膜６１ｂはピン電極６２を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔６３を備え、この孔６３は多孔質膜６１ａの孔と連通する。図６(ａ)には貫通孔である例を示す。また、図６（ｂ）には、孔が導体６６により塞がれている態様を例示する。
【００３１】
図６に示す例では、ピン電極６２を挿入する開口部がテーパ構造を有するため、ピン電極６２を孔６３に挿入するときに、ピン電極のピッチにずれがあっても確実に挿入実装することができ、電気的導通が得られる。また、基膜６１が多孔質膜６１ａのほかに無孔質膜６１ｂを有すると、無孔質膜は多孔質膜よりも硬く、加工表面を滑らかにできるため低摩擦係数であり、変形したり削れたりしにくく、先端が鋭利なピン電極でも孔の入り口で引っかかることなくスムーズに挿入実装することができる。さらに、検査用途においてピン電極を繰り返し挿抜して使用しても孔の入口が損傷しにくく、安定して確実な電気的接続が得られる。さらに、ピン電極の挿入実装後は、ピン電極は、孔の内壁に付着する金属６４により包み込むように接続し、多孔質膜６１ａが弾力性と柔軟性を有するため、ピン電極の位置ずれがあっても電気的接続を維持したまま柔軟に追従することができる。
【００３２】
無孔質膜６１ｂは、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性、誘電特性（低誘電率）については、多孔質膜と同等の特性が求められるが、無孔質膜には多孔質膜に求められる特性に加えてピン電極を挿入実装する時のガイドの役割があるため、ピン電極に対して低摩擦係数であり、ピン電極を押し当てることで削られない程度の機械強度があり、ピン電極を当てることで変形しない程度の弾性率を有することが好ましい。以上のことから前述の多孔質膜と同様の合成樹脂を無孔質膜の材料とするのが好ましく、低摩擦係数、機械強度、弾性率の点からフッ素置換したポリマーが好ましく、特に無孔質ＰＴＦＥがより好ましい。
【００３３】
無孔質膜６１ｂは、孔６３の開口部の内壁面を滑らかにし、ピン電極６２の挿入実装をスムーズにする点で、表面粗さは、算術平均粗さで１０μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましい。無電解メッキの触媒は多孔質膜の孔の内壁面にのみ付着し、無孔質膜の孔の内壁面には付着しないため、無孔質膜の孔の内壁面には金属は付着しない。したがって、無孔質膜の厚みが大きくなると導通部の長さが短くなり、ピン電極と導通部の接触面積が減少して抵抗値が大きくなる。このため、無孔質膜の厚さＴ1は、無孔質膜と多孔質膜を合わせたシート全体の厚みの６０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましい。一方、無孔質膜の厚みが小さいとガイドの役割を果たさないため、無孔質膜の厚さはシート全体の厚みの１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましい。シート全体の厚みは最大３ｍｍとすることができるが、シートの柔軟性の確保と、孔の内壁に付着する金属とピン電極との接触面積を拡大する観点からＴは厚い方が好ましく、加工性なども考慮すると、厚さＴは０．５ｍｍ〜２ｍｍが好ましく、たとえば、１ｍｍと設計することができる。
【００３４】
また、無孔質膜は多孔質膜に比べて柔軟性および弾力性が小さいので、孔６３の無孔質膜の内径がピン電極の外径よりも小さい箇所があるとパッケージの挿入実装に大きな力を要することになるため、孔６３の無孔質膜の内径の最小値がピン電極６２の外径よりも大きくしておくことが好ましい。
【００３５】
無孔質膜と多孔質膜との接合は、検査などにおいて繰り返しコンタクトしても、電極の挿入実装または取り外し時に接合面が容易に剥離しないようにする観点から、熱融着法または接着剤を介して接合する方法が好ましい。たとえば、延伸多孔質ＰＴＦＥ膜と無孔質ＰＴＦＥ膜は、３５０℃、１００ｇ／ｃｍ2で２時間熱融着することにより、コンタクトを繰り返しても、接合面が容易に剥離しない基膜を得ることができる。また、延伸多孔質ＰＴＦＥ膜上にエポキシ系接着剤を介してポリイミド製無孔質膜を強固に接合することができる。接着剤としては、エポキシ樹脂系接着剤、ポリイミド系接着剤、アクリル系接着剤、メタクリル系接着剤、オキセタン系接着剤、ホットメルト接着剤などが好ましいが、耐熱性、機械強度、接着強度の観点からエポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤が好適である。
【００３６】
また、多孔質膜上に重合性モノマーを塗布し、硬化して得られた無孔質膜は、繰り返しコンタクトしても容易に剥離しない点で好適である。さらに硬化前には液状のため、成型が容易で、膜厚の調節が容易であり、また、凸型の金型を用いることにより、硬化と同時にテーパ形状の形成も可能であり、別にテーパを形成する工程を省略することができる。重合性モノマーは、たとえば、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂などである。熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、オキセタン系樹脂などであり、樹脂の種類に応じてパーオキサイドなどの熱重合開始剤を適宜添加するのが好ましい。
【００３７】
また、紫外線硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂と同様の樹脂を用い、重合開始剤として熱重合開始剤の代わりに水素引き抜き型、または、開裂型のラジカル系光重合開始剤、カチオン系光重合開始剤などを樹脂の種類や塗布厚に応じて添加するのが好ましい。硬化性モノマーとしては、耐熱性、機械強度および可撓性の観点からエポキシ樹脂が特に好ましい。
【００３８】
（異方性導電シートの製造方法）
実施の形態１
本発明の異方性導電シートの製造方法は、シンクロトロン放射のＸ線またはレーザ光を照射して孔を形成することを特徴とする。製造方法の概要を図３に例示する。まず、図３（ａ）に示すように、基膜３１ｂとして、たとえば、厚さ６００μｍのＰＴＦＥシートの２つの主面上に、犠牲層３１ａ，３１ｃを形成する。犠牲層３１ａ，３１ｃは、基膜３１ｂとの密着性と剥離性を高める点で、同材料であるＰＴＦＥからなるものが好ましい。犠牲層３１ａ，３１ｃは、各々厚さ１００μｍ程度のものを熱融着により形成することができる。
【００３９】
つぎに、図３（ｂ）に示すように、タングステンなどからなり、所定のパターンを有するマスク吸収体３７ａを介して、シンクロトロン放射のＸ線３８またはレーザ光を照射する。基膜のうち露光された部分は分解され、シートの厚さ方向に貫通する孔が形成されて、基膜のうち、マスク吸収体３７ａにより遮光された部分のみからなる構造体が得られる。
【００４０】
孔の形成には、シンクロトロン放射のＸ線を用いる態様が好ましい。シンクロトロン放射のＸ線によるアブレーションでは、露光のみの１工程で所定の複数の孔を同時に形成することができ、露光後の現像工程が不要である。さらにアブレーション速度が１００μｍ／分と速いため、フォトンコストを大幅に削減でき、数千μｍの高さで数十μｍの幅を持った大きなアスペクト比の加工も容易に達成できる。また、レーザ光によっても所定の孔を形成することができ、装置サイズおよび装置コストが小さく、容易に加工が行なうことができる。特に、１０ｐｓ以下の短いパルスのレーザ光を用いると、多孔質膜の微細構造を破壊することなく、孔を形成することができる。
【００４１】
つぎに、図３（ｃ）に示すように、孔の開口部にテーパを形成するときには、断面が所定のテーパ構造を有するマスク吸収体３７ｂを介して、シンクロトロン放射のＸ線３８またはレーザ光を照射する。基膜は、マスク吸収体３７ｂのテーパ構造に応じて露光され、分解されて、孔の開口部にテーパ構造を形成することができる。
【００４２】
つづいて、図３（ｄ）に示すように、無電解メッキを行ない、金属３４ａを付着する。メッキ法は、一度に導電化することができ、生産性に優れ、大量生産が可能である。無電解銅メッキを行なう場合には、たとえば、日鉱メタルプレーティング社製ＣＲ−３０２３によりプレディップし、つぎに触媒として日鉱メタルプレーティング社製ＣＰ−３３１６を用い、メッキ促進剤として日鉱メタルプレーティング社製ＮＲ−２ＡおよびＮＲ−２Ｂを用い、日鉱メタルプレーティング社製ＮＫＭ５５４により無電解銅メッキを行なうことができる。
【００４３】
その後、犠牲層３１ａ１、３１ｃ１を剥離すると、図３（ｅ）に示すような本発明の異方性導電シート３０が得られる。この異方性導電シート３０は、電気絶縁性の多孔質膜であるＰＴＦＥシートを基膜３１とし、ピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔３３を備え、孔３３の内壁には金属３４が付着しており、金属３４を介し、挿入するピン電極と電気的に導通することができ、厚さ方向に導電性を有する異方性導電シートである。
【００４４】
金属３４上には、酸化防止および電気的接触性を高めるために、酸化防止剤、貴金属または貴金属の合金で被覆しておくことが好ましい。貴金属としては、電気抵抗の小さい点で、パラジウム、ロジウム、金が好ましい。貴金属などの被覆層の厚さは、０．００５〜０．５μｍが好ましく、０．０１〜０．１μｍがより好ましい。
【００４５】
実施の形態２
本発明の異方性導電シートの製造方法の他の態様は、ドリルまたはパンチングにより孔を形成することを特徴とする。製造方法の概要を図４に示す。まず、図４（ａ）に示すように、たとえば、基膜４１ｂとして、厚さ１ｍｍのＰＴＦＥシートの２つの主面上に、各々厚さ１００μｍのＰＴＦＥからなる犠牲層４１ａ，４１ｃを形成する。
【００４６】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、ドリル４８ａにより、厚さ方向に貫通する孔を形成する。シンクロトロン放射のＸ線またはレーザ光により所定の孔を形成することができるが、これらの発生装置は高価であるため、かかる高価な装置を使用することなく、マイクロドリルで孔を形成することにより製造コストを低減することができる。たとえば、刃径１００μｍ以上、刃長１．５ｍｍ以上のドリル（大和精工製の超硬マイクロドリルＳＣＭＭＲなど）を使用し、内径１００μｍ以上の孔を簡易に形成することができる。つづいて、図４（ｃ）に示すように、大径のドリル４８ｂにより部分的な加工を行ない、孔の開口部にテーパ構造を形成することができる。
【００４７】
より加工性を向上するため、多孔質ＰＴＦＥシートの空孔部を、加熱により溶かしたパラフィンで充填し、冷却固化する態様が好ましい。かかる態様により、ドリル加工での機械的負荷による多孔質ＰＴＦＥの空孔部の変形および潰れを抑えることができる。充填したパラフィンは、孔加工後、たとえば、キシレンなどにより除去する。
【００４８】
また、孔はパンチングにより形成することができる。パンチングはポンチとダイを用いて行なう。たとえば、直径３００μｍ、長さ２ｍｍの円柱歯を有するポンチと、直径（内径）３２０μｍ、厚さ１ｍｍの孔を有するダイを用い、ＰＴＦＥシートを打ち抜くことができる。かかる態様においても、加工性を向上するため、多孔質ＰＴＦＥシートの空孔部を、加熱により溶かしたパラフィンで充填し、冷却固化する形態が好ましい。かかる操作により、パンチング加工での機械的負荷による多孔質ＰＴＦＥシートの空孔部の変形および潰れを抑えることができる。充填したパラフィンは、孔加工後、キシレン溶液により除去する。
【００４９】
ドリル加工またはパンチング加工後、機械的に形成したＰＴＦＥシートの孔の側壁は荒れたり、空孔が潰れたりすることがあるため、エッチング液により側壁をわずかにエッチングすることにより側壁の空孔部を復元することが好ましい。エッチングは、アルカリ金属を含有するエッチング液によって行なう態様が好ましい。また、アルカリ金属としては、ナトリウムもしくはリチウムが好ましい。
【００５０】
つぎに、図４（ｄ）において、孔の内壁を含む構造体の全表面に、還元反応を促進する触媒粒子を付着する。たとえば、無電解銅メッキをする場合には、触媒としてＰｄ−Ｓｎコロイド触媒付与液を使用する。その後、図４（ｅ）に示すように、犠牲層４１ａ１、４１ｃ１を剥離する。犠牲層の剥離により、無電解メッキを促進する触媒粒子が、孔の内壁にのみ形成されている状態になる。その後、無電解メッキを行なう。無電解メッキにより、貫通孔の内壁にのみ金属４４が付着し、図４（ｆ）に示すような本発明の異方性導電シート４０が得られる。メッキにより、孔部を一度に導電化することができ、生産性に優れ、コストが安く、大量生産が可能である。
【００５１】
触媒粒子を形成することなく、実施の形態１と同様に、無電解メッキを行ない、本発明の異方性導電シートを製造することができるが、本実施形態における方法によれば、メッキしたい領域である孔の内壁のみを効率的にメッキできる点で有利である。その後、実施の形態１と同様に、必要に応じてコート層を形成することができる。
【００５２】
異方性導電シート４０は、電気絶縁性の多孔質膜であるＰＴＦＥシートを基膜４１とし、ピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔４３を備え、孔４３の内壁には金属４４が付着しており、金属４４を介し、挿入するピン電極と電気的に導通することができ、厚さ方向に導電性を有する異方性導電シートである。
【００５３】
実施の形態３
本実施の形態においては、貫通孔を形成することなく、基膜の途中までドリル加工により孔を形成する。製造方法の概要を図５に示す。まず、図５（ａ）に示すように、厚さ２ｍｍのＰＴＦＥからなる基膜５１ｂの２つの主面上に、各々厚さ１００μｍのＰＴＦＥからなる犠牲層５１ａ，５１ｃを形成する。
【００５４】
つぎに、図５（ｂ）に示すように、ドリル５８ａの先端が犠牲層５１ｃに到達するまで厚さ方向に孔を形成する。つづいて、図５（ｃ）に示すように、大径のドリル５８ｂにより部分的な加工を行ない、孔の開口部にテーパ構造を形成する。
【００５５】
つぎに、図５（ｄ）において、孔の内壁を含む構造体の全表面に、還元反応を促進する触媒粒子を付着する。その後、図５（ｅ）に示すように、犠牲層５１ａ１、５１ｃ１を剥離する。犠牲層の剥離により、無電解メッキを促進する触媒粒子が、孔の内壁にのみ形成されている状態になる。その後、無電解メッキを行なうと、貫通孔の内壁にのみ金属５４が付着し、図５（ｆ）に示すような本発明の異方性導電シート５０が得られる。メッキにより、孔部を一度に導電化するため、生産性に優れ、大量生産が可能である。
【００５６】
異方性導電シート５０は、電気絶縁性の多孔質膜であるＰＴＦＥシートを基膜５１とし、ピン電極を挿入実装するために厚さ方向に形成された複数の孔５３を備え、孔５３の内壁には金属５４が付着しており、金属５４を介し、挿入するピン電極と電気的に導通することができ、厚さ方向に導電性を有する異方性導電シートである。
【００５７】
実施の形態４
本発明の異方性導電シートの製造方法の他の態様は、多孔質膜として延伸多孔質ＰＴＦＥシートを用い、無孔質膜である無孔質ＰＴＦＥシートを熱融着したことを特徴とする。延伸多孔質ＰＴＦＥシートは、厚さ０．７ｍｍのものを用い、無孔質ＰＴＦＥシートは、厚さ０．３ｍｍのものを用いた。熱融着は、３５０℃、１００ｇ／ｃｍ2で２時間加熱することにより行なった。このシートを用いて、実施の形態２と同様の方法で、ドリルによる孔あけを行ない、孔の内壁面の多孔質膜部分に無電解メッキを行なって異方性導電シートを作製した。
【００５８】
実施の形態５
本発明の異方性導電シートの製造方法の他の態様は、多孔質膜として延伸多孔質ＰＴＦＥシートを用い、重合性モノマーを塗布して硬化させ、無孔質膜を形成したことを特徴とする。延伸多孔質ＰＴＦＥシートは、厚さ０．７ｍｍのものを用い、これに重合性モノマーとしてエピコート８２８（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン(株)製）１００質量部にエピキュア１３４Ａ（酸無水物、ジャパンエポキシレジン(株)製）を４０質量部を添加したものを塗布した。塗布厚は、０．３ｍｍとし、８０℃で４時間硬化させ、無孔質膜を形成した。このシートを用いて、実施の形態２と同様の方法で、ドリルによる孔あけと孔の内壁面の多孔質膜部分に無電解メッキを行なって、異方性導電シートを作製した。
【００５９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
挿入実装するピン電極を柔軟かつ確実に接続することができ、半導体パッケージの検査方法として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の異方性導電シートの基本構造を示す図である。
【図２】本発明の異方性導電シートを実装した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の異方性導電シートの製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の異方性導電シートの製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の異方性導電シートの製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の異方性導電シートの基本構造を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，６１ａ  多孔質膜、２，２２，６２  ピン電極、３，２３，６３  孔、４，２４，６４  金属、２０  異方性導電シート、２１，６１  基膜、３８  Ｘ線、４８ａ，４８ｂ  ドリル、６１ｂ  無孔質膜。
【図１】
2006269400.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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